强力科普：什么是 Uptime TIER 数据中心等级认证体系？

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当今，数据已经成为企业越来越宝贵的资产，而数据中心的可靠性和可用性也因此成为企业关注的焦点。数据中心不仅为组织提供了数据的储存、处理和传输，还承载了关键业务和关键信息的重要任务。然而，如何确保数据中心能够持续运行并保护数据的安全性成为了一项极具挑战性的任务。

在这个充满竞争的数字时代，数据中心的故障或中断可能导致灾难性的后果，不仅损害了企业的声誉，还可能造成巨大的经济损失。因此，数据中心的可用性和可靠性变得至关重要。在这一背景下，Tier 可靠性标准应运而生，成为了数据中心行业中最知名、最广泛使用的标准之一。

在本文中，我们将深入探讨 Tier 标准的意义以及它如何为寻求高可靠性数据保护和可用性的客户提供了卓越的优势。我们将解析 Tier 标准的核心概念，探讨各个级别的含义，以及为什么越来越多的企业将其视为数据中心运营和保护数据的黄金标准。让我们一同踏上这个探索之旅，深入了解如何通过 Tier 可靠性标准来保护和提高数据中心的性能和可用性。

目录：

一、专业术语

在文章开始，先解释几个术语，方便阅读本文。

1. 层（Tier）： 数据中心的性能级别，根据其基础设施的设计和运营特征划分。通常，Tier越高，数据中心的可用性和性能水平越高。

2. 正常运行时间（Uptime）： 数据中心系统的可用性，也就是数据中心运行和可供使用的时间。通常以百分比来表示，高可用性数据中心可以提供更多的运行时间。

3. 数据中心（Data Center）： 用于容纳关键IT系统和设备的设施，包括服务器、存储和网络设备。数据中心通常是企业存储和处理数据的关键地点。

4. 基本容量（Basic Capacity）： Tier分类系统中的最低性能水平，包括电源和冷却系统的最低设计和操作要求。这是数据中心基础设施的最低标准。

5. 冗余容量（Redundant Capacity）： 指数据中心基础设施内关键组件的复制，以确保在组件发生故障或中断时继续运行。冗余性是提高可用性的关键因素之一。

6. 同时可维护性（Concurrently Maintainable）： 数据中心能够在不影响整体运行的情况下维护和升级系统组件和设备。这意味着可以在维护过程中继续提供服务。

7. 容错（Fault Tolerance）： 即使一个或多个组件发生故障，系统仍能够继续运行的能力。容错性是确保数据中心不中断运行的重要特性。

8. 基础设施（Infrastructure）： 数据中心的物理组件，包括电源、冷却、服务器、存储和网络设备。这些组件共同支持数据中心的运行。

9. 运营（Operations）： 数据中心的日常管理和维护，包括基础设施的监控、维护和升级。有效的运营确保数据中心保持高性能和可用性。

二、数据中心认证机构

在全球范围内，有几个知名的数据中心认证机构，它们的认证标准受到广泛认可。

2.1 TÜV TSI认证

TÜV TSI认证是由德国的TÜV SÜD认证机构提供的，它评估了数据中心的可用性、安全性和可持续性。这个认证标准在全球范围内都受到广泛认可，对于企业来说，选择获得TÜV TSI认证的数据中心可以增加信任度。

2.2 CQC认证

CQC（中国质量认证中心）认证是中国国内的一种认证标准，它关注数据中心的质量和性能。在中国国内的数据中心行业，CQC认证也具有一定的影响力，有助于确保数据中心符合国内的质量和安全标准。

2.3 Uptime Tier认证

Uptime Tier认证是由Uptime Institute提供的全球性认证标准，它主要关注数据中心的可用性和冗余性。Uptime Tier认证分为设计认证、建造认证、运营认证和M&O认证等不同阶段，可以帮助企业了解数据中心的性能水平以及其可用性等级。

三、什么是数据中心层级？

数据中心层级是一种标准化的排名系统，用于表示数据中心基础设施的可靠性。该分类将数据中心设施从1到4进行排名，其中1表示最低级别，4表示最高级别。

这些等级由Uptime Institute提供，Uptime Institute是一个独立的组织，主要根据以下因素确定设施的层级：

• 保证正常运行时间
• 容错能力（处理计划内和计划外的中断）
• 服务成本

这种公正的分级系统可以客观地了解特定数据中心的运营方式。但是，这些等级是可选的，因此并非所有数据中心都有分配的等级。然而，大多数主要设施都会选择请求Uptime Institute进行评估，因为官方评级有助于：

• 建立服务信誉
• 推销设施能力
• 建立信任并吸引潜在客户
• 规划未来的升级和设施扩建

要获得官方评级，数据中心工作人员需要将场地平面图和蓝图（设计文件Tier Certification）发送给Uptime Institute。随后，Uptime Institute的代表将前往该中心现场检查运营情况并进行评级。

Uptime Institute成立于20世纪90年代末，是一家专门评估数据中心可靠性和可用性的独立组织。该公司的主要成就之一是创建了Tier标准，该标准已在业界广泛使用和认可。引入层级的目的是帮助组织理解和定义数据中心基础设施和架构要求。

最初，他们只定义了三个级别的Tier标准：Tier I、Tier II和Tier III。Tier I级别对应最低的可靠性和可用性，而Tier III级别提供更高程度的可靠性和可用性。2008年，增加了第四个级别——Tier IV。它专为需要最大可靠性和容错能力的数据中心而设计。

Tier标准在业界的重要性迅速增强。许多组织已开始努力根据该标准对其数据中心进行认证。获得Uptime Institute颁发的Tier证书证明该数据中心满足可靠性和可用性的高标准。该公司开始使用Tier标准作为其数据中心设计、建设和管理的基础，以确保其系统和数据保护的最佳运行条件。

四、一级数据中心

一级数据中心，作为最基本的级别，通常不提供任何关键系统的冗余保证。

根据Uptime Institute的要求，一级数据中心至少需要提供以下基础设施：

• UPS（不间断电源）：以确保在电力中断时提供电力供应的设备。
• IT系统的指定空间：用于托放计算设备和服务器。
• 专用冷却设备：通常只在办公时间以外运行，用于维持适宜的温度和湿度。
• 发动机发电机：用于备用电源，以在电力故障时提供电力。

然而，一级数据中心的一个显著特点是，它们仅提供单一的电力和冷却分配路径，没有冗余系统来保护免受计划内或计划外中断的影响，包括日常维护。这种冗余的缺乏使得一级数据中心容易受到各种类型的中断影响。

在一级数据中心，通常可以期望每年至少99.671%的正常运行时间，这相当于每年最多28.8小时的停机时间。尽管一级数据中心在可用性方面不如更高级别的数据中心，但它们因其简单性而成为了一些小型企业和初创企业的经济实惠之选。对于那些可以容忍在非工作时间进行定期维护并且没有复杂的运营要求的客户来说，一级数据中心可能是一个可行的选择。

五、二级数据中心

二级数据中心，通常被称为Tier II数据中心，是建立在第一级数据中心标准的基础之上，具备一些重要的改进和冗余组件。这些改进措施旨在提高数据中心的可靠性和可用性水平。

每年可靠性达到惊人的99.741％，这意味着几乎每年都可以保证数据中心以高效方式运行，仅会有22小时的停机时间。

尽管Tier II数据中心在可靠性方面取得了显著的进步，但仍然使用单一的供电和冷却分配路径。这一设计特点暗示着在某些情况下，例如供电或冷却系统出现故障，仍然存在潜在的中断风险。因此，在Tier II数据中心的规划和管理中，必须特别关注风险管理和灾备计划，以有效地应对可能发生的意外中断。

Tier II数据中心对于中小型企业（SMB）而言，是一种备受欢迎的选择。这是因为它提供了可靠性保障，同时也能够控制成本，满足了中小型企业对运营完整性的需求。Tier II数据中心为这些企业提供了均衡的解决方案，将可靠性与成本效益相结合，因此成为了SMB企业的首选之一。

六、三级数据中心

三级数据中心是一种高度可靠的IT基础设施，它通过采用N+1的冗余配置以及多个电源和冷却分配路径，提供了比Tier II 数据中心更高的可用性和可靠性。N+1 冗余意味着Tier III 数据中心不仅具备支持全部IT负载的能力（N），还提供了额外的备用组件（+1），以应对单个组件的故障，从而确保性能不会受到影响。

此外，Tier III 数据中心还利用多个分发路径，以确保在一条路径不可用的情况下不会导致服务中断。这种级别的冗余提供了并发可维护性，这意味着可以关闭每个关键组件或分发路径以进行计划性维护，而不会对IT环境造成影响。

相对于Tier II 数据中心，Tier III 数据中心显著提高了可用性。它的正常运行时间达到了99.982％，每年停机时间不超过1.6小时，这意味着几乎每年都可以确保数据中心持续运行，停机时间非常有限。

尽管Tier III 数据中心具备强大的可靠性和冗余，但它并不是完全容错的。它允许进行日常维护而不会影响服务，但在意外事件发生时，仍然面临潜在的停机风险。此外，由于已经部署了备份组件，因此在维护窗口期间发生中断的风险也会增加。

Tier III 数据中心通常吸引大型和不断增长的企业，这些企业需要更高的可靠性和效率，超越Tier IV 数据中心提供的更复杂的保护。这一级别的可用性使得Tier III 数据中心成为大型企业的首选，为它们提供了高度可靠的IT基础设施，以支持其日常业务需求。

七、四级数据中心

Tier IV 数据中心代表了Uptime Institute认证的最高级别，是数据中心可用性和容错性的巅峰体现。其容错设计达到了极致，为关键业务提供了前所未有的可靠性和容灾能力。

在Tier IV 数据中心中，容错设计的关键特点包括：

1. 完全独立的架构：Tier IV 数据中心采用完全独立的备份架构，这意味着它能够完全复制主要架构的每个关键组件。无论是电源、冷却还是网络设备，每一个都有备份，这确保了即使在最严重的情况下，如主要架构的彻底故障，数据中心仍然可以继续运行。

2. 多个分发路径：为了提供冗余性，Tier IV 数据中心采用了多个电源和冷却分发路径。这意味着无论一条路径是否可用，数据中心都能保持运行。这种多样性的设计进一步提高了可用性，降低了中断的风险。

3. 2N 或 N+N 模型：Tier IV 数据中心采用2N或N+N的容量模型。这意味着数据中心具备两倍于满IT负载所需的容量。即使在计划内和计划外的事件中，如系统维护、意外停机或设备故障，数据中心仍能够稳定运行。冗余系统会在中断期间接管，确保持续运行，这使得用户几乎不会察觉到问题的存在。

4. 2N+1 模型：为了获得额外的保护，Tier IV 数据中心还可以采用2N+1模型。这进一步提高了冗余性，提供了两倍的操作容量（2N）以及额外的备份组件（+1）。即使在使用辅助系统时发生额外的故障，数据中心仍然能够保持高可用性。

💡 彩蛋：

什么是 Tier 0 数据中心？

Tier 0 数据中心是不提供数据备份服务的单站点数据中心。

八、Uptime认证体系

Uptime认证是一种广泛应用于数据中心行业的认证体系，它包含了四个主要部分，分别是：

8.1 设计认证

• Tier Certification of Design Document

这一阶段是在数据中心建设之前进行的，旨在评估数据中心设计的可行性和符合性。在此过程中，Uptime Institute会审查数据中心的设计文档，包括结构、电力、冷却、网络等方面的设计。如果设计满足了Uptime Institute的要求，就可以获得设计认证。

8.2 建造认证

• Tier Certification of Constructed Facility

这个阶段发生在数据中心的建设过程中，Uptime Institute的认证团队会对建设中的数据中心进行实地检查和评估，以确保其实际建设与设计文档相符。如果建设过程中的设施满足了Tier等级的标准，就可以获得建造认证。

8.3 运营认证

• Tier Certification of Operational Sustainability

这个阶段关注数据中心的运营和可维护性。Uptime Institute会评估数据中心的运营实践、维护程序、故障处理能力以及对设施持续改进的能力。获得运营认证表明数据中心能够以可持续的方式维护其性能和可用性。

8.4 M&O 认证

M&O是"Management and Operations"（管理和运营）的缩写。这个认证是关于数据中心的管理和运营实践。Uptime Institute会评估数据中心的管理团队、运营策略、维护程序、性能监测等方面，以确保数据中心的高可用性和可靠性。M&O 认证帮助数据中心管理团队确保其设施在日常运营中达到最佳性能。

九、数据中心可靠性评价的标准

Uptime Institute的数据中心分级系统用于评估数据中心的可用性和冗余能力，将数据中心划分为四个等级，从最不可靠的第一级到最可靠的第四级。这些等级是基于一系列评估标准来确定的。

9.1 设备冗余

设备冗余是数据中心可靠性评估的核心因素之一。它衡量了数据中心内是否存在备用组件，以确保在主要元件发生故障时能够提供无故障运行。通常，冗余配置采用方案N+1或2(N+1)。具体来说：

• N+1：表示为每种类型的主要组件增加一个备份组件。例如，如果您有5个主要服务器，那么您将至少需要6个服务器，其中一个是备用的。
• 2(N+1)：表示采用两个并联系统，每种类型都增加一个备份组件。这意味着在每个主要组件之后都有两个备份组件。

高级别的数据中心通常采用更高级别的冗余配置，以确保在硬件故障时仍能提供连续的服务。

9.2 分发路径

分发路径是数据中心工程系统组织的关键特征，包括通信电缆、冷却系统和供电系统。冗余分发路径有助于提供高速服务并提高容错能力，确保即使一个分发路径出现问题，数据中心仍能正常运行。这种冗余路径设计是为了减少单点故障的风险，提高数据中心的可靠性。

9.3 不停机进行维护

高级数据中心配备了冗余组件，这意味着可以在不中断关键业务操作的情况下进行设备维护和维修。这种能力被称为不停机进行维护。这是非常关键的，因为数据中心的维护是必不可少的，但不能以牺牲可用性为代价。冗余组件允许数据中心在必要时切换到备用设备，以确保业务连续性。

9.4 正常运行时间保证

正常运行时间保证是衡量数据中心可用性的关键指标。它代表了数据中心在一定时间内持续运行的百分比。通常，正常运行时间以年为单位计算，并以百分比表示。这一指标的重要性在于，它直接影响到企业的业务连续性和用户体验。较高的正常运行时间保证意味着数据中心将在更长的时间内保持运行，从而减少了业务中断和数据丢失的风险。

Uptime Institute等级评级系统将数据中心分为四个层级，每个层级提供不同水平的正常运行时间保证。

以下是各个层级的正常运行时间保证和估计的年度停机时间：

1. Tier I 数据中心：

   • 正常运行时间保证：典型为99.671%。
   • 估计最大年度停机时间：28.8 小时。
     Tier I 数据中心提供基本的可用性和服务。它们通常适用于一些非关键性的应用，但在Tier I 数据中心中，业务中断的可能性较高，因为它们缺乏冗余和备份系统。

2. Tier II 数据中心：

   • 正常运行时间保证：典型为99.749%。
   • 估计最大年度停机时间：22.7 小时。
     Tier II 数据中心相对于Tier I 提供了更多的可用性，包括部分冗余。它们适用于一些关键性但不是最关键的应用，可以接受较少的停机时间。

3. Tier III 数据中心：

   • 正常运行时间保证：一般为99.982%。
   • 估计最大年度停机时间：1.6 小时。
     Tier III 数据中心提供更高的可用性，通常包括冗余的电力和冷却系统。它们适用于大多数商业应用，需要较高的可用性，但不需要极高的稳定性。

4. Tier IV 数据中心：

   • 正常运行时间保证：典型为99.995%。
   • 估计每年最大停机时间：26.3 分钟。
     Tier IV 数据中心是最高级别的数据中心，提供最高的可用性和稳定性。它们具有最严格的冗余和备份系统，适用于最关键的业务应用，如金融交易和医疗服务。

9.5 容错百分比

容错百分比是停机时间与一年总时长的比率。这个百分比越低，数据中心的可靠性越高。高级别的数据中心通常追求非常低的容错百分比，以确保几乎全年无故障运行。

十、数据中心如何获得等级评级？

数据中心获得等级评级是一个重要的过程，它帮助数据中心运营者和用户了解数据中心的性能和可靠性。

10.1 了解评级标准

数据中心运营者首先需要详细了解Uptime Institute或其他相关标准组织发布的评级标准。这些标准通常包括一系列关键因素，如可用性、冗余、容错能力、物理安全和维护要求。

10.2 评估基础设施

数据中心需要进行详细的基础设施评估，以确保其符合评级标准的要求。这可能涉及到电气系统、冷却系统、供电系统、网络设备、安全措施等方面的评估。

10.3 纠正不足

如果评估发现数据中心的基础设施不符合要求，运营者需要采取适当的纠正措施，以改进数据中心的可靠性和性能。这可能包括升级硬件、增加冗余、改进物理安全、改善维护流程等。

10.4 准备审核文档

数据中心需要准备相关的文档和记录，以展示其符合评级标准的要求。这些文档可能包括设计图、维护记录、设备清单、安全措施等。

10.5 联系审核机构

数据中心运营者需要联系评级机构，如Uptime Institute，安排审核。审核通常由专业的审核员进行，他们会对数据中心的基础设施和运营进行详细审查。

10.6 完成审核

在审核过程中，审核员将根据标准的要求对数据中心进行评估，并检查文档和记录。他们可能会进行现场访问以验证数据中心的实际运行情况。

10.7 获得评级

如果数据中心成功通过审核，并且符合特定等级的要求，那么它将获得相应的等级评级。评级通常是四级，从最低级（第一级）到最高级（第四级）。高级别的数据中心通常具有更高的可用性和可靠性。

10.8 维持和改进

获得等级评级后，数据中心运营者需要继续维持和改进其基础设施和运营，以确保持续满足评级标准的要求。这包括定期的维护、更新设备、持续的安全措施和容量规划。

十一、中国数据中心市场分析

中国的数据中心市场广阔且呈指数级增长，中国互联网数据中心市场的前景非常令人振奋，预计在未来几年内将经历强劲的增长。根据权威机构预测，该市场的规模将从2023年的640.1亿美元迅速增长，到2028年将达到惊人的2931.5亿美元，这意味着在预测期内（2023-2028年）将实现复合年增长率达35.57%。

中国在全球范围内已经成为数据中心建设领域的领军者，其地位的确立主要受到企业对大规模数据中心运营需求的迅猛增长所推动。

高需求驱动建设

中国的企业对大规模、高性能的数据中心需求持续增长。这一需求源于物联网、5G通信和人工智能等领域的迅速发展，这些应用对大量的互联网计算能力和数据存储能力提出了要求。为满足这一需求，中国积极投资和建设数据中心设施。

电力资源和气候条件优势

中国拥有丰富的电力资源，为数据中心提供了可靠的能源供应。此外，许多地区的气候条件温和，有助于降低数据中心的冷却成本。这些因素使中国成为数据中心建设的理想地点。

科技巨头入驻

全球知名的科技巨头，如华为和苹果，已在中国的贵州省等地建设了大规模数据中心。这些巨头的存在表明他们对中国数据中心市场潜力的信心，同时也为该地区的数据中心建设提供了重要的支持和投资。

政府支持和战略投资

中国政府认识到了互联网数据中心的潜力，将其视为推动国家技术发展和电子商务增长的重要组成部分。政府出台政策和提供激励，鼓励投资者和企业在数据中心领域进行投资。这些政策支持了数据中心行业的迅速发展。

科技巨头的增长

中国的科技巨头，如腾讯和华为，经历了持续的增长，他们的业务对高性能数据中心的需求巨大。这些公司的发展推动了数据中心设施的建设，以支持其业务的扩张和创新。

高性能计算领先地位

中国在高性能计算领域也占据着领先地位，拥有世界上最快的超级计算机。这进一步强化了中国在互联网计算能力方面的领导地位，并吸引了更多的数据中心建设。

十二、总结

一般来说，一级和二级数据中心适合中小型企业，具有关键基础设施需求的大型企业、政府机构和组织更适合使用第三层和第四层数据中心。在决定哪个数据中心层适合您时，需要充分考虑您的业务需求、预算和停机容忍度。

最后我们对本文做个总结：

• 数据中心等级是根据数据中心的可靠性、质量、正常运行时间和整体性能对其进行分类的。
• Tier I 数据中心： 这是最基本的数据中心层级，具有最低的性能要求。它们通常具备基本的基础设施，但缺乏冗余性和保护措施，不能有效应对意外中断。
• Tier II 数据中心： Tier II数据中心具有单一电源输入和单一冷却系统路径。虽然它们比Tier I更具冗余性，但仍然无法提供充分的保护，以应对意外中断。
• Tier III 数据中心： 这一层级提供了比Tier I和Tier II更高的冗余性，但仍然不能完全免受外部干扰。Tier III数据中心通常能够提供较高的可用性，适用于许多关键业务应用。
• Tier IV 数据中心： 这是性能最佳的数据中心层级，可以实现不间断连续运行。Tier IV数据中心具有高度冗余的基础设施和保护机制，以确保在任何情况下都能提供高可用性和可靠性。

本文完！